Vyvažování systémů HVAC | Články z oboru | Dwyer Instruments

Vyvažování systémů HVAC

Metody vyvažování vzduchu

Vyvažování rozvodů vzduchu je nutné pro správné usměrnění proudění vzduchu za účelem optimalizace návrhu systému. Průtoky se testují, upravují a vyvažují jako kubické stopy za minutu (CFM) nebo metry krychlové za hodinu (m3/h). Existují dvě tradiční metody vyvažování průtoku vzduchu na terminálech. První je sekvenční vyvažování, které zahrnuje postupné nastavení klapek zón a větví. Nejběžnější metoda vyvažování vzduchu se však nazývá proporcionální vyvažování.

Při tradičním proporcionálním vyvažování je nejoblíbenějším zkušebním přístrojem, který se používá ke snímání průtoku vzduchu, digestoř neboli záchytná digestoř. Další uznávanou metodou zachycení skutečného průtoku vzduchu je odečítání v potrubí pomocí Pitotovy trubice nebo termoanemometru s horkým drátem.

Dwyer navrhl variantu proporcionálního vyvažování, která se nazývá prediktivní vyvažování používané ve vyvažovacím přístroji Dwyer Series SAH SMART Air Hood®. Prediktivní vyvažování je navrženo tak, aby byl proces rychlejší a poskytoval přesnější výsledky než tradiční proporcionální vyvažování.
Prediktivní vs. proporcionální vyvažování

Při tradičním proporcionálním vyvažování bude odsavač par přímo měřit objemový průtok vzduchu na výstupech nebo koncích systému: registrech, mřížkách a difuzorech. Většina průtokových odsavačů má kuželový tvar a je zarovnána ke stropním registrům, jak je znázorněno na obrázku 1 na levém obrázku. Pokud je nad terminálem umístěna digestoř, vytváří v systému potrubí tlak, který snižuje průtok vzduchu do terminálu. Tento stav se nazývá protitlak. Vliv protitlaku může vést k chybám při odečtech. Před použitím průtokové digestoře mnoho techniků doporučuje provést průchod potrubím, aby se ověřil faktor K. Některé digitální průtokové odsavače jsou vybaveny kompenzací protitlaku, která se pokouší vypočítat vliv protitlaku za technika.

Dwyerova technika prediktivního vyvažování je založena na metodách hmotnostní bilance a zachování energie. Prediktivní vyvažování, je proces, který zahrnuje předpověď ideálních nastavených bodů průtoku pro každý TUA (Terminal Under Adjustment) tak, aby každý terminál byl na cílovém průtoku až do dokončení procesu. Vyvažovací přístroj Dwyer řady SAH SMART Air Hood® byl navržen s ohledem na prediktivní vyvažování. Na obrázku 1 vpravo je použita digestoř Dwyer.

Prediktivní vyvažování je deterministické a minimalizuje počet nebo procesní kroky spojené s testováním, nastavováním a vyvažováním systémů HVAC. Obrázek 2 znázorňuje srovnání prediktivního vyvažování s tradičními procesy proporcionálního vyvažování a ukazuje, o kolik je prediktivní vyvažování rychlejší.

Proporcionální vyvažování

Při proporcionálním vyvažování (viz obrázek 3) technik vyvažuje svorku úměrně klíčové svorce. Jedním z požadavků pro zahájení proporcionálního vyvážení soustavy je, aby soustava měla 80% až 120% podíl k celkovému návrhovému průtoku. Soustavy, které jsou vyšší nebo nižší než tento rozsah, nebudou správně vyváženy. Pokud je systém mimo tento rozsah, je třeba upravit otáčky ventilátoru, aby se dostal do tohoto rozsahu. Po nastavení zůstane průtok vzduchu z každého terminálu ve stejném poměru k ostatním terminálům.

Pokud má klíčový terminál 1 návrhový průtok v procentech 60 %, pak terminál 2 má 57 %, terminál 3 má 65 % a poměr ke klíčovému terminálu 1 je 57 % / 60 % = 0,95. To znamená, že terminál 2 bude dodávat 95 % objemu vzduchu terminálu 1. Pokud je terminál 1 klíčový a dodává 100 % projektovaného průtoku, pak terminál 2 bude dodávat 95 % projektovaného průtoku. Tím budou splněny návrhové požadavky. Pokud je například klapka pro terminál 3 nastavena na 525 CFM, může se průtok z terminálu 1 zvýšit na 550 CFM. V tomto případě je svorka 2 v návrhovém rozsahu; 550 * 0,95 = 523 CFM.

Jakmile jsou svorky v rovnováze, se správným poměrem vzájemné tolerance, zůstávají ve vzájemné rovnováze, i když se objem vzduchu může měnit. Všechny svorky v systému jsou pak proporcionálně vyvážené. Otáčky ventilátoru lze nastavit tak, aby dodávaly zamýšlený celkový objem vzduchu, a všechny svorky budou dodávat projektovaný průtok v rámci stanovených tolerancí.

Tento proces vyžaduje, aby vyvažovací technik upravil průtok z podřazeného terminálu (TUA) do klíče, aby získal správný poměr průtoku. Průtok terminálem klíče se mění při změně klapky TUA. Dosažení správného poměru průtoku může trvat několik opakování.

Protože technik odhaduje, kde má nastavit průtok TUA vzhledem ke klíči, může se tolerance značně lišit, což omezuje přesnost vyvažování. Obrázek na obrázku 3 ukazuje potenciální počet zdlouhavých kroků spojených s proporcionálním vyvažováním.

Prediktivní vyvažování

Proces prediktivního vyvažování (viz obrázek 4) začíná otevřením klapek pro zachycení celkového průtoku. Celkový průtok se rozdělí do čtyř koncových průtoků. Terminální průtoky jsou určeny zatížením terminálů a klapek a tlakovou ztrátou v systému.

Terminál 2 je první nastavenou klapkou v systému a terminál 1 je klíčový. Prediktivní vyvažování vypočítá ideální žádanou hodnotu průtoku pro svorku 2 pro TUA a předpoví průtoky pro svorky 1, 3 a 4.

Po úpravě průtoku svorky 2 na ideální žádanou hodnotu průtoku vypočítá prediktivní vyvažování ideální žádanou hodnotu pro svorku 3 a předpoví nové průtoky pro svorky 1, 2 a 4.

Přediktivní vyvažování vypočítá ideální žádanou hodnotu průtoku pro svorku 3 a předpoví nové průtoky pro svorky 1, 2 a 4.

Na závěr Prediktivní vyvažování vypočítá ideální žádanou hodnotu pro poslední svorku číslo 4 a průtoky pro svorky 1, 2 a 3 jsou správně proporcionalizovány na cílovou hodnotu.

Nakonec Prediktivní vyvažování vypočítá ideální průtok pro svorku č. 4, aby bylo možné nastavit průtok dmychadla tak, aby se průtoky všemi svorkami přiblížily cílovým průtokům.

Prediktivní vyvažování také sleduje a kompenzuje zatížení dmychadla/ventilátoru z uzavírání klapek během procesu vyvažování. Obrázek 4 v porovnání s obrázkem 3 ukazuje, o kolik jednodušší a rychlejší je prediktivní vyvažování oproti proporcionálnímu vyvažování v množství kroků, které jsou do procesu zapojeny.